0.學習目標

• 瞭解系統架構的演變
• 瞭解RPC與Http的區別
• 掌握HttpClient的簡單使用
• 知道什麼是SpringCloud
• 獨立搭建Eureka註冊中心
• 獨立配置Robbin負載均衡

1.系統架構演變

隨著網際網路的發展，網站應用的規模不斷擴大。需求的激增，帶來的是技術上的壓力。系統架構也因此也不斷的演進、升級、迭代。從單一應用，到垂直拆分，到分散式服務，到SOA，以及現在火熱的微服務架構，還有在Google帶領下來勢洶湧的Service Mesh。我們到底是該乘坐微服務的船隻駛向遠方，還是偏安一隅得過且過？

其實生活不止眼前的苟且，還有詩和遠方。所以我們今天就回顧歷史，看一看系統架構演變的歷程；把握現在，學習現在最火的技術架構；展望未來，爭取成為一名優秀的Java工程師。

1.1. 集中式架構

當網站流量很小時，只需一個應用，將所有功能都部署在一起，以減少部署節點和成本。此時，用於簡化增刪改查工作量的資料訪問框架(ORM)是影響專案開發的關鍵。

存在的問題：

• 程式碼耦合，開發維護困難
• 無法針對不同模組進行鍼對性優化
• 無法水平擴充套件
• 單點容錯率低，併發能力差

1.2.垂直拆分

當訪問量逐漸增大，單一應用無法滿足需求，此時為了應對更高的併發和業務需求，我們根據業務功能對系統進行拆分：

優點：

• 系統拆分實現了流量分擔，解決了併發問題
• 可以針對不同模組進行優化
• 方便水平擴充套件，負載均衡，容錯率提高

缺點：

• 系統間相互獨立，會有很多重複開發工作，影響開發效率

1.3.分散式服務

當垂直應用越來越多，應用之間互動不可避免，將核心業務抽取出來，作為獨立的服務，逐漸形成穩定的服務中心，使前端應用能更快速的響應多變的市場需求。此時，用於提高業務複用及整合的分散式呼叫是關鍵。

優點：

• 將基礎服務進行了抽取，系統間相互呼叫，提高了程式碼複用和開發效率

缺點：

• 系統間耦合度變高，呼叫關係錯綜複雜，難以維護

1.4.服務治理（SOA）

SOA ：面向服務的架構

當服務越來越多，容量的評估，小服務資源的浪費等問題逐漸顯現，此時需增加一個排程中心基於訪問壓力實時管理叢集容量，提高叢集利用率。此時，用於提高機器利用率的資源排程和治理中心(SOA)是關鍵

以前出現了什麼問題？

• 服務越來越多，需要管理每個服務的地址
• 呼叫關係錯綜複雜，難以理清依賴關係
• 服務過多，服務狀態難以管理，無法根據服務情況動態管理

服務治理要做什麼？

• 服務註冊中心，實現服務自動註冊和發現，無需人為記錄服務地址
• 服務自動訂閱，服務列表自動推送，服務呼叫透明化，無需關心依賴關係
• 動態監控服務狀態監控報告，人為控制服務狀態

缺點：

• 服務間會有依賴關係，一旦某個環節出錯會影響較大
• 服務關係複雜，運維、測試部署困難，不符合DevOps思想

1.5.微服務

前面說的SOA，英文翻譯過來是面向服務。微服務，似乎也是服務，都是對系統進行拆分。因此兩者非常容易混淆，但其實缺有一些差別：

微服務的特點：

• 單一職責：微服務中每一個服務都對應唯一的業務能力，做到單一職責
• 微：微服務的服務拆分粒度很小，例如一個使用者管理就可以作為一個服務。每個服務雖小，但“五臟俱全”。
• 面向服務：面向服務是說每個服務都要對外暴露Rest風格服務介面API。並不關心服務的技術實現，做到與平臺和語言無關，也不限定用什麼技術實現，只要提供Rest的介面即可。
• 自治：自治是說服務間互相獨立，互不干擾
  • 團隊獨立：每個服務都是一個獨立的開發團隊，人數不能過多。
  • 技術獨立：因為是面向服務，提供Rest介面，使用什麼技術沒有別人干涉
  • 前後端分離：採用前後端分離開發，提供統一Rest介面，後端不用再為PC、移動段開發不同介面
  • 資料庫分離：每個服務都使用自己的資料來源
  • 部署獨立，服務間雖然有呼叫，但要做到服務重啟不影響其它服務。有利於持續整合和持續交付。每個服務都是獨立的元件，可複用，可替換，降低耦合，易維護

微服務結構圖：

2.遠端呼叫方式

無論是微服務還是SOA，都面臨著服務間的遠端呼叫。那麼服務間的遠端呼叫方式有哪些呢？

常見的遠端呼叫方式有以下幾種：

• RPC：Remote Produce Call遠端過程呼叫，類似的還有RMI。自定義資料格式，基於原生TCP通訊，速度快，效率高。早期的webservice，現在熱門的dubbo，都是RPC的典型

• Http：http其實是一種網路傳輸協議，基於TCP，規定了資料傳輸的格式。現在客戶端瀏覽器與服務端通訊基本都是採用Http協議。也可以用來進行遠端服務呼叫。缺點是訊息封裝臃腫。

  現在熱門的Rest風格，就可以通過http協議來實現。

2.1.認識RPC

RPC，即 Remote Procedure Call（遠端過程呼叫），是一個計算機通訊協議。 該協議允許運行於一臺計算機的程式呼叫另一臺計算機的子程式，而程式設計師無需額外地為這個互動作用程式設計。說得通俗一點就是：A計算機提供一個服務，B計算機可以像呼叫自己的本地服務那樣呼叫A計算機的服務。

通過上面的概念，我們可以知道，實現RPC主要是做到兩點：

• 實現遠端呼叫其他計算機的服務
  • 要實現遠端呼叫，肯定是通過網路傳輸資料。A程式提供服務，B程式通過網路將請求引數傳遞給A，A本地執行後得到結果，再將結果返回給B程式。這裡需要關注的有兩點：
    • 1）採用何種網路通訊協議？
      • 現在比較流行的RPC框架，都會採用TCP作為底層傳輸協議
    • 2）資料傳輸的格式怎樣？
      • 兩個程式進行通訊，必須約定好資料傳輸格式。就好比兩個人聊天，要用同一種語言，否則無法溝通。所以，我們必須定義好請求和響應的格式。另外，資料在網路中傳輸需要進行序列化，所以還需要約定統一的序列化的方式。
• **像呼叫本地服務一樣呼叫遠端服務 **
  • 如果僅僅是遠端呼叫，還不算是RPC，因為RPC強調的是過程呼叫，呼叫的過程對使用者而言是應該是透明的，使用者不應該關心呼叫的細節，可以像呼叫本地服務一樣呼叫遠端服務。所以RPC一定要對呼叫的過程進行封裝

RPC呼叫流程圖：

想要了解詳細的RPC實現，給大家推薦一篇文章：自己動手實現RPC

2.2.認識Http

Http協議：超文字傳輸協議，是一種應用層協議。規定了網路傳輸的請求格式、響應格式、資源定位和操作的方式等。但是底層採用什麼網路傳輸協議，並沒有規定，不過現在都是採用TCP協議作為底層傳輸協議。說到這裡，大家可能覺得，Http與RPC的遠端呼叫非常像，都是按照某種規定好的資料格式進行網路通訊，有請求，有響應。沒錯，在這點來看，兩者非常相似，但是還是有一些細微差別。

• RPC並沒有規定資料傳輸格式，這個格式可以任意指定，不同的RPC協議，資料格式不一定相同。
• Http中還定義了資源定位的路徑，RPC中並不需要
• 最重要的一點：RPC需要滿足像呼叫本地服務一樣呼叫遠端服務，也就是對呼叫過程在API層面進行封裝。Http協議沒有這樣的要求，因此請求、響應等細節需要我們自己去實現。
  • 優點：RPC方式更加透明，對使用者更方便。Http方式更靈活，沒有規定API和語言，跨語言、跨平臺
  • 缺點：RPC方式需要在API層面進行封裝，限制了開發的語言環境。

例如我們通過瀏覽器訪問網站，就是通過Http協議。只不過瀏覽器把請求封裝，發起請求以及接收響應，解析響應的事情都幫我們做了。如果是不通過瀏覽器，那麼這些事情都需要自己去完成。

2.3.如何選擇？

既然兩種方式都可以實現遠端呼叫，我們該如何選擇呢？

• 速度來看，RPC要比http更快，雖然底層都是TCP，但是http協議的資訊往往比較臃腫，不過可以採用gzip壓縮。
• 難度來看，RPC實現較為複雜，http相對比較簡單
• 靈活性來看，http更勝一籌，因為它不關心實現細節，跨平臺、跨語言。

因此，兩者都有不同的使用場景：

• 如果對效率要求更高，並且開發過程使用統一的技術棧，那麼用RPC還是不錯的。
• 如果需要更加靈活，跨語言、跨平臺，顯然http更合適

那麼我們該怎麼選擇呢？

微服務，更加強調的是獨立、自治、靈活。而RPC方式的限制較多，因此微服務框架中，一般都會採用基於Http的Rest風格服務。

3.Http客戶端工具

既然微服務選擇了Http，那麼我們就需要考慮自己來實現對請求和響應的處理。不過開源世界已經有很多的http客戶端工具，能夠幫助我們做這些事情，例如：

• HttpClient
• OKHttp
• URLConnection

接下來，我們就一起了解一款比較流行的客戶端工具：HttpClient

3.1.HttpClient

3.1.1.介紹

HttpClient是Apache公司的產品，是Http Components下的一個元件。

特點：

• 基於標準、純淨的Java語言。實現了Http1.0和Http1.1
• 以可擴充套件的面向物件的結構實現了Http全部的方法（GET, POST, PUT, DELETE, HEAD, OPTIONS, and TRACE）
• 支援HTTPS協議。
• 通過Http代理建立透明的連線。
• 自動處理Set-Cookie中的Cookie。

Rest風格：

• 查詢：GET，/user/12
• 新增：POST, /user
• 修改：PUT, /user
• 刪除：DELTE, /user/12

3.1.2.使用

我們匯入課前資料提供的demo工程：《http-demo》

發起get請求：

    @Test
    public void testGet() throws IOException {
        HttpGet request = new HttpGet("http://www.baidu.com");
        String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler());
        System.out.println(response);
    }

發起Post請求：

@Test
public void testPost() throws IOException {
    HttpPost request = new HttpPost("http://www.oschina.net/");
    request.setHeader("User-Agent",
                      "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/56.0.2924.87 Safari/537.36");
    String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler());
    System.out.println(response);
}

這個介面返回一個User物件

@Test
public void testGetPojo() throws IOException {
    HttpGet request = new HttpGet("http://localhost/hello/2");
    String response = this.httpClient.execute(request, new BasicResponseHandler());
    System.out.println(response);
}

我們實際得到的是一個json字串：

{
    "id": 8,
    "userName": "liuyan",
    "password": "123456",
    "name": "柳巖",
    "age": 21,
    "sex": 2,
    "birthday": "1995-08-07T16:00:00.000+0000",
    "created": "2014-09-20T03:41:15.000+0000",
    "updated": "2014-09-20T03:41:15.000+0000",
    "note": "柳巖同學在傳智播客學表演"
}

如果想要得到物件，我們還需要手動進行Json反序列化，這一點比較麻煩。

3.1.3.Json轉換工具

HttpClient請求資料後是json字串，需要我們自己把Json字串反序列化為物件，我們會使用JacksonJson工具來實現。

JacksonJson是SpringMVC內建的json處理工具，其中有一個ObjectMapper類，可以方便的實現對json的處理：

物件轉json

// json處理工具
    private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
    @Test
    public void testJson() throws JsonProcessingException {
        User user = new User();
        user.setId(8L);
        user.setAge(21);
        user.setName("柳巖");
        user.setUserName("liuyan");
        // 序列化
        String json = mapper.writeValueAsString(user);
        System.out.println("json = " + json);
    }

結果：

json轉普通物件

// json處理工具
private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
@Test
public void testJson() throws IOException {
    User user = new User();
    user.setId(8L);
    user.setAge(21);
    user.setName("柳巖");
    user.setUserName("liuyan");
    // 序列化
    String json = mapper.writeValueAsString(user);

    // 反序列化，接收兩個引數：json資料，反序列化的目標類位元組碼
    User result = mapper.readValue(json, User.class);
    System.out.println("result = " + result);
}

結果：

json轉集合

json轉集合比較麻煩，因為你無法同時把集合的class和元素的class同時傳遞到一個引數。

因此Jackson做了一個型別工廠，用來解決這個問題：

// json處理工具
private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
@Test
public void testJson() throws IOException {
    User user = new User();
    user.setId(8L);
    user.setAge(21);
    user.setName("柳巖");
    user.setUserName("liuyan");
    
    // 序列化,得到物件集合的json字串
    String json = mapper.writeValueAsString(Arrays.asList(user, user));

    // 反序列化，接收兩個引數：json資料，反序列化的目標類位元組碼
    List<User> users = mapper.readValue(json, mapper.getTypeFactory().constructCollectionType(List.class, User.class));
    for (User u : users) {
        System.out.println("u = " + u);
    }
}

結果：

json轉任意複雜型別

當物件泛型關係複雜時，型別工廠也不好使了。這個時候Jackson提供了TypeReference來接收型別泛型，然後底層通過反射來獲取泛型上的具體型別。實現資料轉換。

// json處理工具
private ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
@Test
public void testJson() throws IOException {
    User user = new User();
    user.setId(8L);
    user.setAge(21);
    user.setName("柳巖");
    user.setUserName("liuyan");

    // 序列化,得到物件集合的json字串
    String json = mapper.writeValueAsString(Arrays.asList(user, user));

    // 反序列化，接收兩個引數：json資料，反序列化的目標類位元組碼
    List<User> users = mapper.readValue(json, new TypeReference<List<User>>(){});
    for (User u : users) {
        System.out.println("u = " + u);
    }
}

結果：

3.3.Spring的RestTemplate

Spring提供了一個RestTemplate模板工具類，對基於Http的客戶端進行了封裝，並且實現了物件與json的序列化和反序列化，非常方便。RestTemplate並沒有限定Http的客戶端型別，而是進行了抽象，目前常用的3種都有支援：

• HttpClient
• OkHttp
• JDK原生的URLConnection（預設的）

首先在專案中註冊一個RestTemplate物件，可以在啟動類位置註冊：

@SpringBootApplication
public class HttpDemoApplication {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(HttpDemoApplication.class, args);
	}

	@Bean
	public RestTemplate restTemplate() {
        // 預設的RestTemplate，底層是走JDK的URLConnection方式。
		return new RestTemplate();
	}
}

在測試類中直接@Autowired注入：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = HttpDemoApplication.class)
public class HttpDemoApplicationTests {

	@Autowired
	private RestTemplate restTemplate;

	@Test
	public void httpGet() {
		User user = this.restTemplate.getForObject("http://localhost/hello/2", User.class);
		System.out.println(user);
	}
}

• 通過RestTemplate的getForObject()方法，傳遞url地址及實體類的位元組碼，RestTemplate會自動發起請求，接收響應，並且幫我們對響應結果進行反序列化。

學習完了Http客戶端工具，接下來就可以正式學習微服務了。

4.初始SpringCloud

微服務是一種架構方式，最終肯定需要技術架構去實施。

微服務的實現方式很多，但是最火的莫過於Spring Cloud了。為什麼？

• 後臺硬：作為Spring家族的一員，有整個Spring全家桶靠山，背景十分強大。
• 技術強：Spring作為Java領域的前輩，可以說是功力深厚。有強力的技術團隊支撐，一般人還真比不了
• 群眾基礎好：可以說大多數程式設計師的成長都伴隨著Spring框架，試問：現在有幾家公司開發不用Spring？SpringCloud與Spring的各個框架無縫整合，對大家來說一切都是熟悉的配方，熟悉的味道。
• 使用方便：相信大家都體會到了SpringBoot給我們開發帶來的便利，而SpringCloud完全支援SpringBoot的開發，用很少的配置就能完成微服務框架的搭建

4.1.簡介

Spring最擅長的就是整合，把世界上最好的框架拿過來，整合到自己的專案中。

SpringCloud也是一樣，它將現在非常流行的一些技術整合到一起，實現了諸如：配置管理，服務發現，智慧路由，負載均衡，熔斷器，控制匯流排，叢集狀態等等功能。其主要涉及的元件包括：

netflix

• Eureka：註冊中心
• Zuul：服務閘道器
• Ribbon：負載均衡
• Feign：服務呼叫
• Hystix：熔斷器

以上只是其中一部分，架構圖：

4.2.版本

SpringCloud的版本命名比較特殊，因為它不是一個元件，而是許多元件的集合，它的命名是以A到Z的為首字母的一些單片語成：(版本名稱都是倫敦地鐵站名稱)

我們在專案中，會是以Finchley的版本。

其中包含的元件，也都有各自的版本，如下表：

接下來，我們就一一學習SpringCloud中的重要元件。

5.微服務場景模擬

首先，我們需要模擬一個服務呼叫的場景。方便後面學習微服務架構

5.1.建立父工程

編寫專案資訊：

編寫儲存位置：

然後將Pom修改成這樣：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>cn.itcast.demo</groupId>
    <artifactId>cloud-demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <packaging>pom</packaging>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.0.1.RELEASE</version>
        <relativePath/>
    </parent>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
        <java.version>1.8</java.version>
        <spring-cloud.version>Finchley.RC1</spring-cloud.version>
        <mybatis.starter.version>1.3.2</mybatis.starter.version>
        <mapper.starter.version>2.0.2</mapper.starter.version>
        <druid.starter.version>1.1.9</druid.starter.version>
        <mysql.version>5.1.32</mysql.version>
        <pageHelper.starter.version>1.2.3</pageHelper.starter.version>
        <leyou.latest.version>1.0.0-SNAPSHOT</leyou.latest.version>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- springCloud -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            <!-- mybatis啟動器 -->
            <dependency>
                <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
                <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
                <version>${mybatis.starter.version}</version>
            </dependency>
            <!-- 通用Mapper啟動器 -->
            <dependency>
                <groupId>tk.mybatis</groupId>
                <artifactId>mapper-spring-boot-starter</artifactId>
                <version>${mapper.starter.version}</version>
            </dependency>
            <!-- 分頁助手啟動器 -->
            <dependency>
                <groupId>com.github.pagehelper</groupId>
                <artifactId>pagehelper-spring-boot-starter</artifactId>
                <version>${pageHelper.starter.version}</version>
            </dependency>
            <!-- mysql驅動 -->
            <dependency>
                <groupId>mysql</groupId>
                <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
                <version>${mysql.version}</version>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <build>
        <plugins>
            <